Способ получения тонких плёнок на основе оксида индия-олова методом микроплоттерной печати Российский патент 2022 года по МПК C23C18/12 

Изобретение относится к способу получения тонких пленок на основе оксида индия-олова методом микроплоттерной печати на поверхности подложек различной природы при термическом разложении органометаллических предшественников. Может быть использовано в электронике, приборостроении, радиотехнической промышленности, газовой сенсорике, оптике, энергетике и других областях науки и техники при формировании структур на основе оксида индия-олова, в том числе сложной геометрии.

Получение покрытий на основе оксида индия-олова в настоящее время является важным этапом в различных областях применения. Такие структуры, например, могут представлять собой нановолокна, полученные с помощью электроспиннинга системы, состоящей из наночастиц In₂O₃-SnO₂ (ITO) и полиэтиленоксида [Munir М.М., Iskandar F., Yun K.M., et al., Optical and electrical properties of indium tin oxide nanofibers prepared by electrospinning, Nanotechnology, 2008; 19(14)]. В работе [Cho Y.S., Jeong S., Nam S., Stable dispersion of ITO nanoparticles for self-organization by electrospinning and electrospray, J Dispers Sci Technol, 2020; 41(13): 1963-75] применяется похожий метод, основанный на применении поливинилпирролидона (ПВП), который растворяют в этаноле и смешивают с дисперсией наночастиц ITO. При этом в качестве диспергирующего агента может использоваться изопропилтри(N-этилендиамино)этилтитанат. В процессе электроспиннинга скорость дозирования полученной реакционной системы через металлическую насадку (внутренний диаметр 0.5 мм) равна 10 мкл/мин при подаче высокого электрического напряжения. Основной недостаток данного подхода в необходимости приложения высокого напряжения (12-20 кВ) к капле, а также в формировании микро- и нановолокон, которые могут быть нежелательны при производстве прозрачных электродов в связи с анизотропией свойств.

Известны способы нанесения покрытий с помощью метода погружения подложки, для чего может применяться раствор формиата индия в этаноле, а также гидратированный хлорид олова с этаноламином [Seki S., Sawada Y., Ogawa M., et al., Highly conducting indium-tin-oxide transparent films prepared by dip-coating with an indium carboxylate salt, Surf Coatings Technol, 2003; 169-170:525-7]. Для нанесения методом погружения подложки могут использоваться золи на основе октоата олова и ацетата индия, а в качестве органического растворителя применяется н-пропанол [Takahashi Y., Okada S., Bel Hadj Tahar R., et al., Dip-coating of ITO films, J Non Cryst Solids, 1997; 218:129-34]. Также для нанесения покрытий ITO с помощью метода погружения подложки могут использоваться функциональные чернила на основе гидролитически активных комплексов алкоксоацетилацетоната индия [In(C₅H₇O₂)_3-х(C₄H₉O)_х] и олова [Sn(C₅H₇O₂)_4-y(C₄H₉O)_y] в н-бутаноле[Gorobtsov P.Y., Fisenko N.A., Solovey V.R., et al., Microstructure and local electrophysical properties of sol-gel derived (In₂O₃-10% SnO₂)/V₂O₅ films, Colloids Interface Sci Commun, 2021; 43(June): 100452]. Циклы погружения повторяют несколько раз для достижения необходимой толщины пленки. Общим недостатком метода погружения подложки является отсутствие возможности адресно наносить структуры заданной геометрии на поверхность подложки, что является ограничением метода.

Наиболее популярными способами получения тонких пленок ITO являются парофазные методы, такие как химическое и физическое осаждение из газовой фазы, а также магнетронное распыление. Для магнетронного распыления используют способ [RU 2181389] получения прозрачных электропроводящих пленок на основе оксида индия и олова, включающий нанесение оксидной пленки на нагретую подложку путем распыления мишени из сплава индий-олово в среде аргона и кислорода и последующей термической обработки оксидной пленки, отличающийся тем, что обработку оксидной пленки проводят путем отжига в вакууме при температуре 400°С в течение не менее 30 мин. Для химического парофазного осаждения могут применяться водные, водно-спиртовые растворы (системы: вода-этанол, вода-метанол) хлоридов индия и олова, когда данные растворы наносят на подложку, нагретую до 300-350°С [Sawada Y., Kobayashi С, Seki S., et al., Highly-conducting indium-tin-oxide transparent films fabricated by spray CVD using ethanol solution of indium (III) chloride and tin (II) chloride, Thin Solid Films, 2002; 409(1):46-50]. Для физического осаждения из газовой фазы используют чистые оксиды индия-олова (90:10) при температуре подложки 30-300°С [Scheffel В., Zywitzki О., Preufiner Т., et al., Plasma-assisted deposition of indium tin oxide thin films by sublimation using an anodic vacuum arc discharge, Thin Solid Films, 2021; 731 (May)]. В качестве метода физического осаждения из газовой фазы используют импульсное лазерное напыление [Smirnov Y., Repecaud Р.-А., Tutsch L., et al., Wafer-scale pulsed laser deposition of ITO for solar cells: reduced damage vs. interfacial resistance, Mater Adv, 2022; 3(8):3469-78], с помощью которого получают тонкие пленки ITO для солнечных элементов. В качестве недостатков вышеуказанных газофазных методов нанесения покрытий можно отметить потребность в сложном, энергоемком и дорогостоящем оборудовании, которая серьезно ограничивает возможность использования таких технологий для промышленного применения, а также затруднения при адресном нанесении покрытий заданной геометрии на локальные области.

Для нанесения покрытий ITO заданной геометрии могут быть использованы печатные технологии, в частности метод трафаретной печати [Mbarek Н., Saadoun М., Bessais В., Porous screen printed indium tin oxide (ITO) for NO_x gas sensing, Phys Status Solidi Curr Top Solid State Phys, 2007; 4(6): 1903-7], который позволяет создавать хеморезистивные датчики с использованием в качестве рецепторного слоя покрытий ITO, для чего органометаллическую пасту на основе соединений индия и олова наносят на стеклянные подложки. Во избежание отслаивания покрытий образцы подвергают сушке на воздухе в сушильном шкафу при температуре около 150°С в течение 15 мин. Пленки ITO получают после кристаллизации в инфракрасной печи при температуре от 500 до 600°С. Время термообработки варьируется от 15 до 70 мин. Среди ограничений такого подхода можно выделить высокую шероховатость покрытий, что негативно сказывается на функциональных свойствах материала, низкое разрешение трафаретной печати, а также этот метод нанесения не подходит для получения тонких пленок.

Способ [Hwang M.S., Jeong B.Y., Moon J., et al., Inkjet-printing of indium tin oxide (ITO) films for transparent conducting electrodes, Mater Sci Eng В Solid-State Mater Adv Technol, 2011; 176(14):1128-31] позволяет получать прозрачные проводящие электроды на поверхности стеклянных подложек с помощью струйной печати. Для этого используется коммерчески доступный нанопорошок ITO с размером частиц около 25 нм, который далее диспергируется в этаноле в течение 72 часов в шаровой мельнице. В дальнейшем система подвергается высокоскоростному перемешиванию при 2000 об/мин в течение 8 минут с последующей ультразвуковой гомогенизацией в течение 10 минут. Приготовленные чернила ITO фильтруют через полипропиленовую сетку с размером пор 6 мкм, чтобы избавиться от агломерированных частиц ITO в чернилах. Стеклянные подложки очищают с использованием ацетона, этанола и изопропанола. Для нанесения покрытий используется струйно-печатная установка UJ 200 (Unijet), оснащенная пьезоэлектрическим соплом с отверстием 19 мкм производства SEMJET (Samsung). Объем капли чернил фиксируется на уровне 30 мкл на протяжении всего эксперимента. Пленка ITO с латеральными размерами 20×20 мм печатается на стеклянной подложке. Напечатанные пленки отжигают в атмосфере воздуха в условиях микроволнового излучения (2.45 ГГц) с максимальной выходной мощностью 2 кВт (Unicera; UMF-01). Также в качестве функциональных наночернил может использоваться [Gilshtein Е., Tacneng J., Bolat S., et al., Invisible and Flexible Printed Sensors Based on ITO Nanoparticle Ink for Security Applications, Front Nanotechnol, 2021; 3 (July): 1-7] смесь наночастиц ITO (20 масс. %) и циклододекана. Такой состав можно наносить с помощью метода центрифугирования и струйной печати. Недостатком струйной печати является засорение печатающей головки и сопел при использовании дисперсий для печати, а также программные ограничения и необходимость регулярной замены картриджей.

В известном способе [Alsaid D., Joyce М., Rebrosova Е., et al., Gravure printing of ITO transparent electrodes for applications in printed electronics, IPC APEX EXPO Conf Exhib 2013, 2013; 2(7):1067-76] используется термически отверждаемая система на основе растворителя с наноструктурированным оксидом индия и олова для глубокой печати прозрачных электродов на подложке из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Печать проводится на лабораторном приборе для глубокой печати К-Printing Proofer от Testing Machines Inc. Глубокая печать требует небольшого количества чернил на одну итерацию (около 2 мл). Во время печати скорость нанесения поддерживается постоянной и составляет около 300 мм/с.После печати пленки помещают в печь в воздушной атмосфере при 50°С, а затем температуру повышают до 120°С в течение 75 мин. Недостатками способа являются дефекты, образующиеся при печати, а также высокая стоимость цилиндров.

Способ [Li X., Jung E.M., Kim K.S., et al., Printed Water-Based ITO Nanoparticle via Electrohydrodynamic (EHD) Jet Printing and Its Application of ZnO Transistors, Electron Mater Lett, 2019; 15(5):595-604] включает в себя электрогидродинамическую печать функциональных чернил ITO, состоящих из коммерчески доступной дисперсии ITO (20 масс. %) в воде с добавлением неионогенного поверхностно-активного вещества Triton X-100 (ТХ-100, 1 масс. %). Смесь перемешивают не менее 1 часа. Процесс электрогидродинамической печати осуществляется с помощью коммерчески доступного принтера от компании Enjet, металлический держатель сопла крепится к стеклянному шприцу, наполненному чернилами с наночастицами ITO, которые затем подаются со скоростью потока 0.15 мкл/мин и рабочим расстоянием между линиями 400 мкм. Диаметр сопла составляет 160 мкм. Напряжение в диапазоне от 0.49 до 1.01 В (в зависимости от режима печати) прикладывается между соплом и позолоченной подложкой. Чернила с наночастицами ITO наносятся на подложки при постоянной температуре (20±5°С) и влажности (40±10%). После этого покрытия подвергаются термической обработке при температуре 100-500°С на воздухе. Ограничение данного способа связано с необходимостью использовать только проводящие подложки для печати.

В качестве прототипа метода формирования тонких пленок на основе оксида индия-олова методом микроплоттерной печати при термическом разложении предшественников выбран способ [Mokrushin A.S., Fisenko N.A., Gorobtsov P.Y., et al., Pen plotter printing of ITO thin film as a highly CO sensitive component of a resistive gas sensor, Talanta, 2021;221 (July 2020):121455], заключающийся в получении тонких пленок на основе оксида индия-олова с помощью перьевой плоттерной печати с использованием гидролитически активных алкоксоацетилацетонатов индия и олова в качестве прекурсоров. В качестве недостатков прототипа можно отметить достаточно низкое разрешение печати (около 50 мкм) и необходимость непосредственного контакта диспенсера с поверхностью подложки, что повышает вероятность ее повреждения и образования дефектов во время формирования пленки.

Техническим результатом изобретения является разработка способа получения бездефектных тонких пленок на основе оксида индия-олова с высоким пространственным разрешением.

Технический результат достигается тем, что предложен способ получения тонкой пленки на основе оксида индия-олова на поверхности подложки из стекла или кварца, включающий смешивание растворов алкоксоацетилацетоната индия и ацетилацетоната олова в 1-бутаноле, нанесение раствора, полученного смешиванием упомянутых растворов, на поверхность предварительно очищенной и обезжиренной подложки и термическую обработку в кислородосодержащей атмосфере, отличающийся тем, что для смешивания используют раствор алкоксоацетилацетоната индия в 1-бутаноле концентрацией в диапазоне 0,001-1 моль/л, смешивание растворов ацетилацетоната олова и алкоксоацетилацетоната индия в 1-бутаноле проводят для получения оксида состава In₂O₃-xSnO₂, причем х=5-15 мол.%, нанесение раствора, полученного смешиванием упомянутых растворов, на поверхность упомянутой подложки осуществляют с формированием пленки методом микроплоттерной печати с использованием в качестве дозатора капилляра с внутренним диаметром 5-250 мкм, скоростью его перемещения 50-500 мм/мин и шагом 5-250 мкм, перед термической обработкой подложку со сформированной пленкой выдерживают в атмосфере газообразного аммиака в течение 30 мин, а последующую термическую обработку в кислородосодержащей атмосфере упомянутой подложки со сформированной пленкой проводят при 300-650°С в течение 0,5-24 ч с получением тонкой пленки на основе оксида индия-олова.

В предложенном способе при приготовлении раствора алкоксоацетилацетоната индия в 1-бутаноле концентрация соответствующего соединения может находиться в диапазоне 0.001-1 моль/л. При концентрации комплекса индия выше 1 моль/л повышается вероятность его разложения. В случае концентрации данного соединения менее 0.001 моль/л снижается вероятность формирования сплошных оксидных пленок и, соответственно, уменьшается значение их электропроводности. Таким образом, концентрация алкоксоацетилацетоната индия в получаемых растворах выбирается с учетом требуемых целевых функциональных характеристик покрытий на основе оксида индия-олова.

Соотношение добавляемого раствора ацетилацетоната олова в 1-бутаноле к раствору алкоксоацетилацетоната индия в 1-бутаноле определяется составом целевого оксида In₂O₃-xSnO₂, где х=5-15%. Концентрация оксида олова в получаемых оксидных пленках находится в указанном диапазоне, т.к. при этом для материалов обеспечивается оптимальное сочетание высокой электропроводности и прозрачности в видимом диапазоне электромагнитного спектра. Таким образом, доля оксида олова в составе формируемой пленки может варьироваться в зависимости от ее целевых функциональных характеристик.

Метод микроплоттерной печати заключается в автоматизированном формировании покрытий при прикосновении к подложке мениска жидкости, помещенной в капилляр, с последующим перемещением капилляра в плоскости XY, что приводит к локализованному формированию покрытия нужной геометрии на поверхности подложки. Согласно настоящему изобретению в установке для микроплоттерной печати для нанесения пленки из спиртового раствора алкоксиацетилацетонатов индия и олова используют капилляр с внутренним диаметром 5-250 мкм, что определяет пространственное разрешение при формировании оксидных пленок. Варьируя внутренний диаметр капилляра можно получать линии различной ширины: при увеличении внутреннего диаметра капилляра будут наноситься более широкие линии, что позволяет ускорять процесс формирования сплошных покрытий большой площади, но при внутреннем диаметре свыше 250 мкм повышается вероятность избыточного дозирования жидкости при касании мениском поверхности подложки; при уменьшении внутреннего диаметра повышается пространственное разрешение наносимых структур, но при внутреннем диаметре менее 5 мкм затрудняется дозирование чернил и установление контакта между мениском жидкости и подложкой.

Скорость перемещения дозатора в виде капилляра составляет 50-500 мм/мин. Изменение данного параметра также позволяет варьировать ширину формируемых линий: при снижении скорости перемещения капилляра растет ширина линии, при скорости ниже 50 мм/мин наблюдается избыточная смачиваемость подложки и ухудшается контроль над дозированием раствора прекурсоров; увеличение скорости перемещения дозатора приводит к уменьшению ширины наносимых линий, но при скорости выше 500 мм/мин существенно повышается вероятность потери контакта между мениском жидкости и поверхностью подложки, что приводит к появлению разрывов формируемых структур.

Для формирования покрытия используются цифровые траектории из линий, расстояние между которыми находится в диапазоне 5-250 мкм. Данный параметр связан с внутренним диаметром стеклянного капилляра, так как для получения однородных тонких пленок шаг между линиями должен быть равен внутреннему диаметру капилляра.

Выдержка подложки с нанесенной пленкой раствора в атмосфере аммиака позволяет интенсифицировать процесс гидролиза и поликонденсации комплексов индия и олова, продолжительность выдержки составляет 30 мин и является достаточной для завершения указанных превращений.

Температурный и временной интервалы термической обработки пленки определены экспериментально исходя из целевых микроструктурных и соответствующих функциональных характеристик образующегося покрытия на основе оксида индия-олова и находятся во взаимосвязи друг с другом. При температурах ниже 300°С и продолжительности менее 0.5 ч процесс термолиза комплексов индия и олова, в т.ч. удаление примесной органической составляющей, протекает не в полной мере и целевой оксидный продукт не формируется. С увеличением температуры и продолжительности термообработки происходит рост степени кристалличности формируемой пленки, размера составляющих ее частиц и кристаллитов, изменяется морфология поверхности, оптические и электрофизические свойства. В целом, кристаллическая структура оксидной пленки формируется при температурах до 650°С и в случае продолжительности экспозиции до 24 ч, и дальнейшее увеличение значений указанных величин является нецелесообразным.

Сущность изобретения заключается в том, что подобранные параметры микроплоттерной печати нанесения истинных растворов на основе гидролитически активных гетеролигандных комплексов алкоксоацетилацетонатов индия и олова в качестве функциональных чернил, а также используемый режим термической обработки, позволяют получить тонкие бездефектные пленки на основе оксида индия-олова с пространственным разрешением от 5 мкм.

Изобретение проиллюстрировано следующими фигурами.

Фиг. 1. Дифрактограмма тонкой пленки In₂O₃-10%SnO₂, нанесенной методом микроплоттерной печати на стеклянную подложку в соответствии с примером 1. Цифрами в круглых скобках обозначены индексы Миллера, соответствующие кристаллической структуре биксбиита (пр.гр. 1а3).

Фиг. 2. Данные растровой электронной микроскопии для тонкой пленки In₂O₃-10%SnO2, нанесенной на поверхность стеклянной подложки методом микроплоттерной печати в соответствии с примером 1.

Фиг. 3. Данные атомно-силовой микроскопии для тонкой пленки In₂O₃-10%SnO₂, нанесенной на поверхность стеклянной подложки методом микроплоттерной печати в соответствии с примером 2.

Ниже приведены примеры иллюстрирующие, но не ограничивающие предложенный способ.

Пример 1. Используют 11.4 мл раствора алкоксоацетилацетоната индия с концентрацией 0.25 моль/л, приготовленный в соответствии с методикой, указанной в прототипе [Mokrushin A.S., Fisenko N.A., Gorobtsov P.Y., et al., Pen plotter printing of ITO thin film as a highly CO sensitive component of a resistive gas sensor, Talanta, 2021;221 (July 2020):121455]. Далее полученный раствор комплекса индия смешивают с 7.9 мл раствора ацетилацетоната олова в 1-бутаноле (0.02 моль/л) для получения целевого оксида состава In₂O₃-10%SnO2. Слой полученных растворных функциональных чернил наносят на поверхность предварительно очищенной и обезжиренной стеклянной подложки с помощью метода микроплоттерной печати. При этом в качестве дозатора используют капилляр с внутренним диаметром 100 мкм, скорость его перемещения составляет 100 мм/мин. Для формирования покрытия используется цифровая траектория с расстоянием между линиями 100 мкм. Комплексы индия и олова в составе сформированной пленки подвергаются гидролизу и поликонденсации в атмосфере газообразного аммиака в течение 30 мин. Затем осуществляют термообработку подложки с пленкой раствора в муфельной печи при 550°С на воздухе в течение 1 часа с образованием в итоге тонкой пленки на основе оксида индия-олова. Согласно данным рентгенофазового анализа (Фиг. 1), полученная пленка характеризуется типичным набором рефлексов оксида индия-олова с кубической кристаллической решеткой, что хорошо согласуется с литературными данными [Yang X., Fu Н., Tian Y., et al., Au decorated In₂O₃ hollow nanospheres: A novel sensing material toward amine, Sensors Actuators, В Chem, 2019; 296(May): 126696; Du H., Yao P.J., Sun Y., et al., Electrospinning hetero-nanofibers In₂O₃/SnO₂ of homotype heterojunction with high gas sensing activity, Sensors (Switzerland), 2017; 17(8); Chava R.K., Cho H.Y., Yoon J.M., et al., Fabrication of aggregated In₂O₃ nanospheres for highly sensitive acetaldehyde gas sensors, J Alloys Compd, 2019; 772:834-42]. Как видно из данных растровой электронной микроскопии (Фиг. 2), на краю пленки наблюдаются области, где происходит изменение траектории движения капиллярного дозатора при печати, при этом наблюдаемая поверхность без трещин и других дефектов. Однородность покрытия подтверждается средним значением шероховатости пленки на площади около 25 мкм², которое составило 4.3 нм, что ниже, чем в прототипе. При данных условиях нанесения покрытия пространственное разрешение равно 100 мкм, а толщина - около 40 нм.

Пример 2 проводят аналогично примеру 1, но термообработку пленки раствора, нанесенного на стеклянную подложку, осуществляют в муфельной при 600°С на воздухе в течение 1 ч с образованием тонкой пленки состава In₂O3-10%SnO2. Микроструктура сформированного оксидного покрытия была изучена с помощью атомно-силовой микроскопии. Так, на изображении (Фиг. 3) наблюдается ровная поверхность без трещин и других дефектов. О гладкости поверхности свидетельствует среднее значение шероховатости пленки, которое на площади около 25 мкм² составило 2.2 нм. При данных условиях нанесения покрытия пространственное разрешение равно 100 мкм, а толщина - около 35 нм.

Пример 3 проводят аналогично примеру 1, но тонкую пленку на основе оксида индия-олова наносят на поверхность кварцевой подложки. В результате получают пленку с толщиной около 30 нм, а среднее значение шероховатости на площади около 25 мкм² - 6.1 нм. При данных условиях нанесения покрытия пространственное разрешение равно 100 мкм.

Пример 4 проводят аналогично примеру 1, но в качестве дозатора используют капилляр с внутренним диаметром 250 мкм, скорость его перемещения составляет 500 мм/мин. Для формирования покрытия используют цифровую траекторию с расстоянием между линиями 250 мкм. Среднее значение шероховатости пленки на площади около 25 мкм² составило 3.2 нм. При данных условиях нанесения покрытия пространственное разрешение составляет 250 мкм, а толщина пленки - около 34 нм.

Пример 5 проводят аналогично примеру 1, но в качестве дозатора используют капилляр с внутренним диаметром 5 мкм, скорость его перемещения составляет 50 мм/мин. Для формирования покрытия используют цифровую траекторию с расстоянием между линиями 5 мкм. Среднее значение шероховатости пленки на площади около 25 мкм² составило 8.2 нм. При данных условиях нанесения покрытия пространственное разрешение равно 5 мкм, а толщина пленки - около 40 нм.

Пример 6 проводят аналогично примеру 1, но раствор алкоксоацетилацетоната индия смешивают с 3.7 мл раствора ацетилацетоната олова в 1-бутаноле (0.02 моль/л), а термообработку пленки раствора, нанесенного на стеклянную подложку, осуществляют в муфельной печи при 650°С на воздухе в течение 0.5 ч с формированием в итоге тонкой пленки состава In₂O₃-5%SnO₂. Среднее значение шероховатости составило 9.1 нм. При данных условиях нанесения покрытия пространственное разрешение равно 100 мкм, а толщина пленки - около 40 нм.

Пример 7 проводят аналогично примеру 1, но раствор алкоксоацетилацетоната индия смешивают с 12.5 мл раствора ацетилацетоната олова в 1-бутаноле (0.02 моль/л) для получения оксидной пленки состава In₂O₃-15%SnO₂. В результате среднее значение шероховатости оксидной пленки составило 3.5 нм. При данных условиях нанесения покрытия пространственное разрешение равно 100 мкм, а толщина - около 35 нм.

Пример 8 проводят аналогично примеру 1, но термообработку пленки раствора, нанесенного на стеклянную подложку, осуществляют в муфельной печи при 300°С на воздухе в течение 24 ч с формированием в итоге тонкой пленки состава In₂O₃-10%SnO₂. Среднее значение шероховатости для сформированного покрытия составило 3.3 нм. При данных условиях нанесения покрытия пространственное разрешение составляет 100 мкм, а толщина - около 40 нм.

Пример 9 проводят аналогично примеру 1, но используют раствор алкоксоацетилацетоната индия с концентрацией 1 моль/л, который смешивают с 0.63 мл раствора ацетилацетоната олова в 1-бутаноле (1 моль/л) для получения целевого оксида состава In₂O₃-10%SnO₂. Среднее значение шероховатости полученной пленки на площади около 25 мкм² составило 7.4 нм. В данном случае пространственное разрешение равно 100 мкм, а толщина - около 40 нм.

Пример 10 проводят аналогично примеру 1, но используют раствор алкоксоацетилацетоната индия концентрацией 0.001 моль/л, который смешивают с 1 мл раствора ацетилацетоната олова в 1-бутаноле (0.001 моль/л) для получения целевого оксида состава In₂O₃-15%SnO₂. Среднее значение шероховатости полученной пленки на площади около 25 мкм² составило 2.8 нм. При данных условиях нанесения покрытия пространственное разрешение равно 100 мкм, а толщина - около 40 нм.

Таким образом, предложен способ формирования тонких пленок на основе оксида индия-олова на поверхности подложек простым и экономичным методом микроплоттерной печати с использованием растворных функциональных чернил.

Изобретение относится к способу получения тонких пленок на основе оксида индия-олова с использованием метода микроплоттерной печати на поверхности подложек при термическом разложении органометаллических предшественников. Изобретение может быть использовано в электронике, приборостроении, радиотехнической промышленности, газовой сенсорике, оптике, энергетике и других областях науки и техники при формировании структур на основе оксида индия-олова, в том числе сложной геометрии. Способ получения тонкой пленки на основе оксида индия-олова на поверхности подложки из стекла или кварца включает смешивание растворов алкоксоацетилацетоната индия и ацетилацетоната олова в 1-бутаноле, нанесение раствора, полученного смешиванием упомянутых растворов, на поверхность предварительно очищенной и обезжиренной подложки и термическую обработку в кислородосодержащей атмосфере. Для смешивания используют раствор алкоксоацетилацетоната индия в 1-бутаноле концентрацией в диапазоне 0,001-1 моль/л. Смешивание растворов ацетилацетоната олова и алкоксоацетилацетоната индия в 1-бутаноле проводят для получения оксида состава In₂O₃-xSnO₂, причем х=5-15 мол. %. Нанесение раствора, полученного смешиванием упомянутых растворов, на поверхность упомянутой подложки осуществляют с формированием пленки методом микроплоттерной печати с использованием в качестве дозатора капилляра с внутренним диаметром 5-250 мкм, перемещающегося со скоростью 50-500 мм/мин и шагом 5-250 мкм. Перед термической обработкой подложку со сформированной пленкой выдерживают в атмосфере газообразного аммиака в течение 30 мин. Последующую термическую обработку в кислородосодержащей атмосфере упомянутой подложки со сформированной пленкой проводят при 300-650°С в течение 0,5-24 ч с получением тонкой пленки на основе оксида индия-олова. Обеспечивается получение тонких пленок на основе оксида индия-олова на поверхности подложек с использованием простого и экономичного метода микроплоттерной печати. 3 ил., 10 пр.

Способ получения тонкой пленки на основе оксида индия-олова на поверхности подложки из стекла или кварца, включающий смешивание растворов алкоксоацетилацетоната индия и ацетилацетоната олова в 1-бутаноле, нанесение раствора, полученного смешиванием упомянутых растворов, на поверхность предварительно очищенной и обезжиренной подложки и термическую обработку в кислородосодержащей атмосфере, отличающийся тем, что для смешивания используют раствор алкоксоацетилацетоната индия в 1-бутаноле концентрацией в диапазоне 0,001-1 моль/л, а смешивание растворов ацетилацетоната олова и алкоксоацетилацетоната индия в 1-бутаноле проводят для получения оксида состава In₂O₃-xSnO₂, причем х=5-15 мол. %, нанесение раствора, полученного смешиванием упомянутых растворов, на поверхность упомянутой подложки осуществляют с формированием пленки методом микроплоттерной печати с использованием в качестве дозатора капилляра с внутренним диаметром 5-250 мкм, перемещающегося со скоростью 50-500 мм/мин и шагом 5-250 мкм, перед термической обработкой подложку со сформированной пленкой выдерживают в атмосфере газообразного аммиака в течение 30 мин, а последующую термическую обработку в кислородосодержащей атмосфере упомянутой подложки со сформированной пленкой проводят при 300-650°С в течение 0,5-24 ч с получением тонкой пленки на основе оксида индия-олова.